数字散斑应变测量分析系统系统结合数字图像相关技术(DIC)与双目立体视觉技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的测量，具有便携，速度快，精度高、易操作等特点。与双目体式显微镜技术结合,实现微小物体变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的测量。

应用范围

1、应变计算、强度评估、组件尺寸测量、非线性变化的检测

2、先进材料（CFRP、木材、内含PE的纤维、金属泡沫、橡胶等）

3、零部件试验（测量位移、应变）

4、材料试验（杨氏模量、泊松比、弹塑性的参数性能）

5、生物力学（骨骼、肌肉、血管等）

6、微观形貌、应变分析（微米级、纳米级）

7、断裂力学性能

8、有限元分析（FEA）验证

9、三维全场振动分析

10、高速变形测量

11、动态应变测量，如疲劳试验

12、谐振、冲击和噪声激励

13、蠕变和老化过程的特性分析

14、成形极限曲线FLC测定

15、各种各向同性和各向异性材料变形特性

 

功能特色

系统技术先进：国内首个自主研发的数字图像相关法三维变形测量系统；自主知识产权的核心算法，技术指标达到国外先进水平。

系统应用范围广：可用于机械、材料、力学、建筑、土木等多个学科的科学研究与工程测量中，适用于大部分材料，实时获得被测物全场三维坐标、位移、应变数据。

系统配置灵活：支持几毫米到几米的测量幅面；支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网和Camera Link等多种相机接口；支持任意数目相机的同时标定，支持外部图像标定，。

系统兼容性强：同时兼容单相机二维测量和多相机三维测量；兼容32位、64位系统。

辅助功能强大：具备圆形标志点动态变形测量功能；具备刚体物体运动轨迹姿态测量功能。

扩展接口丰富：具备万能试验机接口，实时采集试验机的力、位移等信号；具备杯突实验机接口，可以测量材料的FLC曲线；具备体式显微镜接口，可以实现微小型物体的三维全场变形应变检测；支持多相机组同步测量，可以同步测量多个区域的变形应变；系统具备多路A/D输入、多路D/A输出、多路开关量输入和输出，并可灵活进行扩展。

主要应用

在材料力学性能测量方面

DIC已成功应用于各种复杂材料的力学性能测试中。如火箭发动剂固体燃料、橡胶、光纤、压电薄膜、复合材料以及木材、岩石、土方等天然材料的力学性能的检测中。值得注意的是，DIC被广泛应用于破坏力学研究中，包括裂纹尖端应变场测量、裂纹尖端张开位移测量以及高温下裂纹尖端应变场测量等。

在细观力学测量方面

借助于扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道电子显微镜(STEM)以及原子力显微镜(AFM)，DIC被越来越多地应用于细观力学测量。最近，数字散斑相关方法还被应用于物体表面粗糙度的测量中。

在损伤与破坏检测方面

DIC被应用于多种复杂材料，如岩石、炸药材料的破坏检测中。DIC还被应用于一些特殊器件，如陶瓷电容器、电子器件，电子封装的无损检测研究中。

在生物力学测量方面

DIC被应用于测量手术复位后肱骨头在内旋转及前屈运动下大小结节的相对位移量，以及颈椎内固定器对人体颈椎运动生物力学性能的影响等。

对于大中专院校的研究教学应用

本系统开展各种软组织、金属及复合材料性能测试、力学性能测试分析、有限元分析验证等研究和教学实验，具有大至2000%应变测量范围，并可以实时计算、实现动态全场的应变变形测量。在土木工程的相关研究中，如四点弯试件、半圆弧试件、悬臂梁实验，对应完整实验设计方案，以非接触式的方式提升研究手段，提高研究能力。亦可为学生提供可视化的教学工具，让学生的基础学习课程变得直观和可视，使复杂问题简单化、抽象问题直观化、隐蔽问题可视化。

部分案例

（1）材料实验

利用XTDIC系统测量钢件、铝件在单向及双向拉伸过程中材料的三维全场变形和应变。

（2）复合材料大变形拉伸实验

变形前试件的有效区域的尺寸为70×18×4mm。对比试件变形前后的尺寸变化可以发现，试件的中间区域发生了不小于400%的大变形。

（3）泡沫材料大变形压缩实验

变形前后泡沫的厚度由30mm减至12mm，平均压缩量约为60%。

 

（4）钛合金试件压缩变形实验

对于氧化处理的钛合金试件，高5mm，直径3mm。使用万能材料试验机进行压缩，同时使用XTDIC系统测量试件在变形过程中各个状态下的应变场信息。

（5）木材变形测量实验

         1.通过压缩实验获取木材的杨氏模量和泊松比 2.通过弯曲实验获得木材在弯曲变形时的变形场信息。

（6）裂缝生长实验

XTDIC非常适合于材料断裂力学研究。系统提供的全场应变分布，裂纹增长路径可以分析计算材料的断裂特性参数。

（7）车车桥加载变形实验

近年来，利用室内试验设备, 通过车桥的模拟加载进行可靠性试验, 越来越受到各大汽车和车桥制造厂的重视。本项目将XTDIC用于某车桥厂的卡车车桥模拟加载试验的变形测量中，取得了良好的效果。

      （8）金属薄板焊接实验

该项目将XTDIC系统用于金属薄板焊接时产生的高温变形的测量。实验结果表明：与传统方法相比，XTDIC系统可以更全面、更直观、更高效地测量金属薄板焊接过程中的表面三维变形和应变场，且精度较高，为研究焊接变形规律提供一种有效手段。

（9）有限元分析（FEA）验证

在固体力学、实验力学领域，有限元模拟可以在一定程度上代替实验手段,但由于单元划分、形函数的选取、迭代参数的选定和材料模型的建立,正确的初值和边界条件以及适当准则判据的选择都会对模拟的精度和结果产生重要的影响。因此，很有必要对有限元分析（FEA）结果进行验证。本实验采用XTDIC数字图像相关系统，不仅实现了有限元分析的验证，而且所得的测量结果还可以进一步指导FEA。

（10）沙土变形测量

沙土的变形特性是土木工程学科的研究重点，由于传统的测量方法和测试手段的限制，无法方便测量。本实验采用XTDIC数字图像相关系统应用于传统的沙土试验中，实现沙土表面位移、应变等变形信息的同步测量，克服了传统测量方法的不足。沙土由透明的器皿盛放，可通过上部的压头对其进行压缩。

（11）疲劳实验

疲劳实验频率：0.2HZ    最大应变：1%个应变   相机采集速速：2HZ     试件材料：钛，直径10mm

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